Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Тонкий слой рутения (зеленый) улучшает магнитные датчики, регулируя взаимодействие между слоем никеля/железа (синий), который реагирует на внешнее магнитное поле, и стабилизирующим слоем иридия/марганца (розовый). (источник: NIST)

Нанотехнология в магнитных сенсорах

Ключевые слова:  гетероструктура, магнитные материалы, наноструктура, периодика, сенсоры

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

04 августа 2007

Как показали исследования ("Permanent-magnet-free stabilization and sensitivity tailoring of magnetoresistive field sensors"), проведённые в National Institute of Standards and Technology (NIST), слой рутения толщиной в несколько атомов можно использовать для точной настройки чувствительности и увеличения надёжности магнитных сенсоров.

Немагнитный металл действует как буфер между активными слоями материалов датчика, предлагая простое средство настройки полевых инструментов, типа компасов, и стабилизации намагниченности в данном направлении в таких устройствах, как считывающая головка HDD.

В сенсоре, разработанном NIST, слой рутений регулирует взаимодействие между ферромагнитным слоем (в котором спины электронов сонаправлены), и антиферромагнитным слоем (в котором спины электронов противоположно направлены). В присутствии магнитного поля, спины электронов в ферромагнитной плёнке поворачиваются, при этом меняется сопротивление сенсора, что приводит к изменению напряжения на выходе. Антиферромагнитный слой необходим для стабильной работы сенсора, он не обладает намагниченностью, поэтому магнитное поле не оказывает на него влияния. Антиферромагнитный слой действует как очень жёсткая пружина, которая мешает повороту спинов и этим стабилизирует сенсор. Слой рутения (см. рисунок) необходим для ослабления влияния «пружины», фактически делая сенсор более чувствительным, т.к. облегчает поворот спинов электронов.

Исследования NIST показали, что увеличение толщины буферного слоя рутения (до 2 нм) приводит к увеличению чувствительности устройства. Уменьшение толщины слоя позволяет расширить диапазон значений внешнего поля, которые может регистрировать устройство. При толщине слоя рутения, превышающей 2 нанометра, взаимодействие между активными слоями прекращается. Буферный слой толщиной менее 2 нм позволяет сохранять намагниченность датчика без дополнительного внешнего воздействия. Это помогает предотвратить размагничивание и отказ сенсора.

Сенсоры были изготовлены в чистой комнате NIST в Boulder (Колорадо). Технология изготовления позволяет наладить серийное производство датчиков. Сенсор состоит из трёх основных слоёв, полученных осаждением на кремниевую пластину:

  1. антиферромагнитный слой толщиной 8 нм из сплава иридия и марганца;
  2. буферный слой (толщиной не более 2 нм) из рутения;
  3. ферромагнитный слой толщиной 25 нм из сплава никеля и железа.

Разработка сенсора была ключевым моментом в создании системы анализа магнитной записи для Федерального бюро расследований.


Источник: Nanowerk, NIST, Physical Review Letters




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанотрубка WS2, покрытая частицами золота
Нанотрубка WS2, покрытая частицами золота

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.